DE10024810A1 - Fußairbag mit optimierter Geometrie - Google Patents

Abstract

Es wird eine Einrichtung zur Verminderung der Verletzungsgefahr des Fuß- und Beinbereichs eines Fahrzeugführers in Folge eines Unfalls vorgestellt. Es sollen mit Hilfe eines dem Fußraum zugeordneten Airbagmoduls durch eine gezielte Ausbildung und Plazierung des Airbags die Kontaktfkräfte und -beschleunigungen auf die unteren Extremitäten wirkungsvoll reduziert werden und insbesondere die Dorsiflexion des Fußes (3) gering gehalten werden. Erreicht wird dies dadurch, daß der Fußairbag nach Aktivierung wenigstens zwei Fußairbagzonen ausbildet, wobei die erste Zone (11) an der Fußunterseite derart ausgebildet ist, daß sie ein Schwenken des Fußes (3) über die vordere Kante (7) des Fußairbags ermöglicht und die zweite Zone (12) im Bereich des Fersenbeins derart ausgebildet ist, daß sie ein Anheben und Abstützen des gesamten Fußes (3), insbesondere des Fersenbeins vom Fahrzeugboden (5) sicherstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verminderung der Verletzungsgefahr des Fuß- und Beinbereiches einer auf einem im Inneren eines Fahrzeugs angeordneten Sitz sitzenden Person für den Fall einer unfallbedingten Verformung des Fußraumes, die ein dem Fußraum zugeordnetes Airbagmodul mit wenigstens einem Fußairbag aufweist, in den wenigstens ein diesem zugeordneter Gasgenerator auf ein Auslösesignal hin schlagartig Gas einleitet.

Nach Einführung des Airbagmoduls als passives Rückhaltesystem konzentrierten sich die Entwicklungsarbeiten der Automobilhersteller und -zulieferer zunächst auf den Fahrer und hier in erster Linie auf den Schutz von Kopf und Thorax bzw. Oberkörper. Diese sensiblen Körperteile bzw. -bereiche standen über längere Zeit im Vordergrund, da hier auftretende Verletzungen lebensbedrohlich sein können und für sich genommen schon den Tod des Insassen herbeizuführen imstande sind.

Bei der Weiterentwicklung des Airbagmoduls als Insassenschutzsystem wurde zunächst der Beifahrer und schließlich auch die im Fond sitzenden Personen bei der Ausarbeitung neuer Sicherheitskonzeptes berücksichtigt. Des weiteren wurden die Bemühungen, ein umfangreiches Sicherheitskonzept zu erarbeiten, dahingehend erweitert, daß der Frontalaufprall nicht wie am Anfang der Airbagentwicklung als einzige relevante Unfallvariante zugrundegelegt wurde. Das Zugrundelegen des Frontalaufpralls als primär zu berücksichtigende Unfallvariante ist dadurch begründet, daß traditionell der Airbag als unterstützende Maßnahme für den konventionellen Dreipunkt-Sicherheitsgurt vorgesehen ist und der Dreipunkt-Sicherheitsgurt seine optimale Wirkung bei in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Kräften entfaltet, wohingegen bei Seitenaufprallunfällen seine Wirkung begrenzt ist. Ein ausreichender Schutz des Insassen soll durch ein Zusammenwirken dieser beiden Komponenten - Airbag und Sicherheitsgurt - erzielt werden. Eine Vielzahl von in der Praxis vorkommenden Unfallvarianten fand Berücksichtigung bei der Erstellung moderner Sicherheitskonzepte. Mittlerweile gehören Seitenairbags bzw. den Seitenfensterbereich entschärfende Vorrichtung, die vorzugsweise in der A-, B- und/oder C-Säule angeordnet sind, zu Sicherheitskonzepten von Fahrzeugen, womit in erster Linie der Möglichkeit eines Seitenaufpralls als Unfallvariante Rechnung getragen wird.

Völlig vernachlässigt hingegen wurden lange Zeit die unteren Extremitäten. Die unteren Extremitäten, wie Fuß, Unterschenkel, Knie und Oberschenkel wurden als nicht primär zu schützende Körperteile bzw. -bereiche angesehen, da ihre durch einen Unfall hervorgerufenen Verletzungen als nicht unmittelbar lebensbedrohlich einzustufen sind. Heutzutage werden aber auch Verletzungen der unteren Extremitäten als problematisch eingestuft, da das Kriterium der Lebensbedrohlichkeit nicht mehr als einziges zu berücksichtigendes Kriterium angesehen wird. Der hohe Prozentsatz an irreversiblen Schäden und der damit verbundenen Invalidität haben zu einem Umdenken hinsichtlich des Schutzbedürfnisses der unteren Extremitäten geführt. Insbesondere die Operations-, Heilungs-, Rehabilitationskosten als auch Kosten bedingt durch eine Erwerbsminderung bzw. Erwerbsunfähigkeit werden vom volkswirtschaftlichen Standpunkt aus als bedenklich angesehen.

In der DE-196 39 467 C1 werden Einrichtungen zur Verminderung der Verletzungsgefahr des Fuß- und Beinbereiches vorgestellt. Beschrieben werden dem Fußraum, dem Kniebereich und dem Oberschenkelbereich zugeordnete Module und einige Sicherheitskonzepte, die eine Kombination der genannten Module vorsieht. Der dem Fußraum zugeordnete Airbag soll ein dämpfendes Polster für den Fußbereich bilden. Die Hauptaufgaben des dem Fußraum zugeordneten Airbags sind im wesentlichen die Minimierung der zwischen Fuß und Spritzwand auftretenden Kontaktbeschleunigung, die Reduzierung der Kontaktkräfte zwischen Ferse und Fahrzeughoden und die gezielte Einflußnahme auf das Einklappen des Fußes mit dem Ziel, kleine Winkel zwischen Fuß und Schienbein in der Sagittalebene zu vermeiden. Gerade das als letztes genannte Einklappen des Fußes, das in der Medizin als Dorsiflexion bezeichnet wird, ist als überaus kritisch zu betrachten. Der genannten Druckschrift folgend kann eine Dorsiflexion durch geeignete Plazierung des Airbags im Fußraum reduziert werden. In welcher Weise der dem Fußraum zugeordnete Airbag angeordnet sein muß bzw. welche spezielle Form der Airbag aufweisen sollte, um eine Dorsiflexion zu verhindern, wird hingegen nicht ausgeführt. Es werden aber Vorschläge gemacht, wie einer Dorsiflexion durch Hinzunahme weiterer dem Kniebereich bzw. dem Oberschenkelbereich zugeordnete Airbagmodule entgegengetreten werden kann. So kann ein dem Kniebereich zugeordnetes Airbagmodul ein Widerstand gegen eine weitere trägheitsbedingte, in Fahrtrichtung gerichtete Bewegung bilden und somit dem Einklappen des Fußes entgegenwirken. Eine Kombination des dem Fußraum zugeordneten mit dem dem Kniebereich zugeordneten Airbagmodul wird vorgeschlagen. Ein weiterer Lösungsansatz besteht in der Kombination eines Fußairbags mit einem dem Oberschenkelbereich zugeordneten Airbagmodul, bei dem bei Aktivierung der gasgefüllte Gassack den Oberschenkelbereich des Fahrzeuginsassen um eine entsprechende Distanz von der Sitzfläche abhebt, wodurch wiederum dem Einklappen des Fußes vorgebeugt werden soll. Es werden die verschiedenen Ausführungsformen, die sich in einer Kombination der verschiedenen Module erschöpfen, vorgestellt und beschrieben. Die für die zugrundegelegte Zielsetzung erforderliche äußere Form, genaue Ausbildung und Anordnung der Airbags bzw. Airbagmodule wird hingegen nicht offenbart.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Verminderung der Verletzungsgefahr des Fuß- und Beinbereiches einer auf dem Fahrersitz sitzenden Person vorzustellen, bei der mit Hilfe eines dem Fußraum zugeordneten Airbagmoduls durch eine gezielte Ausbildung und Plazierung des Airbags die Kontaktkraft vom Fahrzeugboden auf die Ferse wirkungsvoll reduziert, die zwischen dem neben der Fahrertür angeordneten Fuß und der intrudierenden Spritzwand auftretende hohe Kontaktbeschleunigung minimiert und insbesondere die Dorsiflexion des Fußes gering gehalten bzw. ihr entgegengewirkt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei der der Fußairbag auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage des Fahrers so zugeschnitten ist, daß er nach Aktivierung wenigstens zwei Fußairbagzonen ausbildet, wobei die erste Zone an der Fußunterseite derart ausgebildet ist, daß sie ein Schwenken des Fußes über die vordere Kante des Fußairbags ermöglicht und die zweite Zone im Bereich des Fersenbeins derart ausgebildet ist, daß sie ein Anheben und Abstützen des gesamtes Fußes, insbesondere des Fersenbeins vom Fahrzeugboden sicherstellt.

Die besondere Form des Fußairbags mindert die Dorsiflexion und hebt sie unter gewissen Umständen sogar vollständig auf. Erreicht wird dies im Bereich der Fußablage insbesondere durch Ausbildung von zwei definierten Airbagzonen, durch deren Zusammenwirken der der Fußablage zugeordnete Fuß bei Aktivierung des Moduls in Folge eines Unfalls in eine vorteilhafte Stellung gebracht und gehalten wird.

Hierbei verläuft die erste Zone an der Fußunterseite, wobei sie sich im wesentlichen zwischen Ferse und Mittelfuß ausbildet, aber nicht über den Bereich des Mittelfußes hinausgeht, so daß sie ein Schwenken bzw. Abrollen des Fußes über den Mittelfuß bzw. der vorderen Kante des Airbages ermöglicht. Diese spezielle Ausbildung des Airbags auf der Fußunterseite bzw. das hierdurch ermöglichte Schwenken des Fußes führt bei Aktivierung des Airbagmoduls infolge eines Unfalls zu einer der Dorsiflexion entgegengerichteten Bewegung. Einer Verkleinerung des Winkels zwischen Fuß und Schienenbein wird somit entgegengetreten. Die hohen Belastungen des Fußgelenkes und des Unterschenkels beim Einklappen infolge eines Unfalls können somit wirksam verhindert werden. Der Tibia-Index, ein dimensionsloser Kennwert, in den schwerpunktmäßig die Momentenbelastung des Unterschenkels aber auch die Kraft in Richtung des Unterschenkels einfließen, der also ein Maß für die Belastung des Unterschenkels darstellt, kann drastisch reduziert werden. Als kritischer Grenzwert hinsichtlich der Belastung des Unterschenkels wird ein Tibia-Index von 1, 2 angesehen. In Versuchen, die nach dem Testverfahren Euro-NCAP durchgeführt wurden, konnte bei identischen Randbedingungen der Tibia-Index unter Verwendung des erfindungsgemäßen Fußairbags um 80% im Hinblick auf die nächst bessere Schutzeinrichtung gesenkt werden. Untersuchungen haben ergeben, daß Tibia- Indizes von 0,2 realisiert werden können. Im Vergleich hierzu werden durch im Fußraum angeordnete Polster nur Tibia-Indizes von 1,8 erzielt. Bei Verwendung dieser sogenannten paddings findet keine Reduzierung der Belastung statt, sondern nur eine zeitliche Verzögerung. Ein dem Kniebereich zugeordneter Airbag - Knee pop up - führt zu Tibia-Indizes von 1,2. Ein Vergleich der durch die verschiedenen Schutzmaßnahmen erzielten Tibia- Indizes unterstreicht die hohe Qualität der Geometrie des erfindungsgemäßen Fußairbags. Berücksichtigt man weiter, daß beispielsweise im Euro-NCAP- Test bei einer Aufprallgeschwindigkeit von 64 Km/h Momente von ungefähr 200 bis 250 Nm den Unterschenkel belasten, wird auch die erforderliche Notwendigkeit eines solchen Insassenschutzsystems verständlich.

Die Geometrie des erfindungsgemäßen Fußairbags führt wie oben erwähnt zur Ausbildung einer zweiten Zone im Bereich des Fersenbeins, wodurch ein Anheben und Abstützen des gesamten Fußes gewährleistet wird. Diese zweite Zone beginnt vor dem Fersenbein unterhalb der Fußunterseite und erstreckt sich über das Fersenbein hinaus bis hinter das Fersenbein und endet unterhalb der Unterschenkelrückseite. Bei Aktivierung des Fußairbagmoduls infolge eines Unfalls und der schlagartigen Einleitung von Gas in die zweite Zone, wird der Fuß und mit ihm der Unterschenkel angehoben. Die Entkopplung des Fußes vom Fahrzeugboden und die dämpfende Lagerung des Fußes und des mit ihm verbundenen Unterschenkels führen zu einer wirkungsvollen Reduzierung der auf die Ferse wirkenden Kontaktkraft und darüberhinaus führt das Anheben zu einer Vergrößerung des zwischen Fuß und Unterschenkel liegenden Winkels. Auch die erste Zone hat unabhängig von ihrer speziellen Geometrie zur Vermeidung der Dorsiflexion eine dämpfende Wirkung und sorgt insbesondere für eine Minderung des Prellschlags, der durch die Intrusion der Spritzwand in die Fahrgastzelle hervorgerufen wird und zu hohen Kontaktbeschleunigungen an der Fußunterseite bzw. hohen Kräften im Unterschenkel führt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Fußairbag auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage des Fahrers wenigstens zwei im wesentlichen voneinander getrennte, kissenförmige Kammern aufweist, wobei die erste Zone von wenigstens einer kissenförmigen Kammer und die zweite Zone von wenigstens einer weiteren kissenförmigen Kammer gebildet wird.

Im "wesentlichen voneinander getrennt" bedeutet, daß die nach Aktivierung des Airbagmoduls in den wenigstens zwei Kammern befindlichen Gasvolumina eine Verbindung haben, über die ein Gasaustausch möglich ist, und die Kammern überwiegend über eine eigene Mantelfläche verfügen. Die zwischen den Kammern existierenden Verbindungen stellen auch sicher, daß der Fußairbag über nur eine Öffnung mit Gas befüllt werden kann. Eine Ausformung von Kammern bietet eine gezielte Einflußnahme auf die äußere Form des Airbags und die Möglichkeit einer gewissen Entkopplung von verschiedenen Airbagzonen bzw. -bereichen. So kann beispielsweise die erste Zone von einer Kammer und die zweite Zone von einer weiteren Kammer gebildet werden, wobei diese beiden Zonen bzw. Kammern zum Teil verschiedene Aufgaben übernehmen und ihre Entkopplung in gewissen Anwendungsfällen sinnvoll sein kann.

Günstig ist auch eine Ausführungsform der Einrichtung, bei der der mindestens eine Fußairbag auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage des Fahrers einteilig als eine zusammenhängende Kammer ausgebildet ist, wobei diese Kammer zur Ausbildung einer ersten Zone und einer zweiten Zone nach Aktivierung mittels mindestens eines Fangbandes an den die Fahrgastzelle bildenen Innenwänden befestigt ist und diese Kammer in Fahrzeuglängsrichtung einen schlauchförmigen, bedingt durch die Befestigung mit mindestens einem Fangband v-förmigen Querschnitt hat.

Im Unterschied zu der vorherigen Ausführungsform besteht hier keine teilweise Trennung der beiden auf der Seite der neben der Fahrertür ausgebildeten Fußairbagzonen durch Mantelabschnitte des Airbags. Der Airbag besteht im wesentlichen aus einer größeren Kammer, zu der auch die beiden Fußairbagzonen gehören. Eine gezielte Ausbildung der ersten und zweiten Zone erfolgt erst unter Hinzunahme von mindestens einem Fangband.

Zu bevorzugen sind Ausführungsformen der Einrichtung, bei der der mindestens eine Fußairbag in der Art ausgebildet ist, daß er den Bereich auf der Hinterseite der Pedalerie insbesondere der Pedalzwischenräume im wesentlichen ausfüllt und daß er im Bereich des Fersenbeins des der Pedalerie zugeordneten Fußes so geformt ist, daß er ein Anheben und Abstützen des gesamten Fußes insbesondere des Fersenbeines vom Fahrzeugboden sicherstellt.

Hintergrund für die spezielle Ausbildung des dem Fußraum zugeordneten Airbags im Bereich der Pedalerie ist, daß der Fahrer häufig während des Unfalls nicht trittsicher auf einer bestimmten Pedale steht, sondern beispielsweise bedingt durch ein Wechseln seines Fußes vom Gas- auf das Bremspedal nur mit einem Teil seiner Fußsohle das Pedal berührt. Diese Situation führt in vielen Fällen, teilweise unterstützt bzw. hervorgerufen durch die bei einem Unfall impulsartig auftretenen Kräfte, zu einem Abrutschen oder Umknicken des Fußes. Insbesondere das letztgenannte Umknicken des Fußes, in der Medizin Inversion genannt, führt zu schmerzhaften Verletzungen und kann darüberhinaus zu einem Einklemmen des Fußes zwischen den einzelnen Pedalen führen. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, daß der wenigstens eine Fußairbag in der Art ausgebildet ist, daß er den Bereich auf der Hinterseite der Pedalerie insbesondere der Pedalzwischenräume im wesentlichen ausfüllt. Im Bereich des Fersenbeins des der Pedalerie zugeordneten Fußes ist der Fußairbag so geformt, daß er die Aufgaben, wie sie oben bereits für die zweite Zone geschildert wurden, übernehmen kann. Dieser Bereich beginnt vor dem Fersenbein unterhalb der Fußunterseite und erstreckt sich über das Fersenbein hinaus bis hinter das Fersenbein und endet unterhalb der Unterschenkelrückseite. Bei Aktivierung des Fußairbagmoduls infolge eines Unfalls und der schlagartigen Einleitung von Gas wird der Fuß und mit ihm der Unterschenkel angehoben. Die Entkopplung des Fußes vom Fahrzeugboden und die dämpfende Lagerung des Fußes und des mit ihm verbundenen Unterschenkels führen zu einer wirkungsvollen Reduzierung der auf die Ferse wirkenden Kontaktkraft.

Vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Einrichtung, bei der der mindestens eine Gasgenerator zur Befüllung des mindestens einen Fußairbags in der Art angeordnet ist, daß die Befüllung der zweiten Zone vor der Befüllung der ersten Zone erfolgt. Ein gleichzeitiges Füllen der ersten und zweiten Zone bringt keine Nachteile mit sich.

Die Befüllung der zweiten Zone vor der ersten Zone ist unter Berücksichtigung der dem Fußairbag zugrundegelegten Aufgabe von Bedeutung. Würde nämlich die erste Zone durch Einleitung von Gas vor der zweiten Zone gefüllt, könnte im ungünstigsten Fall statt der gewollten Minderung eine Verstärkung der Dorsiflexion eintreten.

Vorteilhaft ist eine Ausführung der Einrichtung, bei der dem mindestens einen Fußairbag zwei Gasgeneratoren zur Befüllung zugeordnet sind in der Art, daß die Befüllung der zweiten Zone vor der Befüllung der ersten Zone erfolgt.

Wie bereits bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben, ist die Reihenfolge der Befüllung der beiden Zonen bzw. der dafür verwendeten Kammern für die Wirkungsweise des Fußairbags von Bedeutung. Unter gewissen Randbedingungen kann es vorteilhaft sein, zwei Gasgeneratoren für die Befüllung des Fußairbags bereitzustellen, um dieser Anforderung zu entsprechen. Denkbare Randbedingungen, die eine Verwendung von zwei Gasgeneratoren erforderlich machen könnten, sind beispielsweise konstruktive Besonderheiten des jeweiligen Fußraumes. Unter Umständen kann der für die Befüllung notwendige Gasgenerator im Hinblick auf die Reihenfolge der Befüllung der ersten bzw. zweiten Zone nicht an der dafür günstigsten Stelle plaziert werden, so daß die Einhaltung der notwendigen Befüllungsreihenfolge nur unter Hinzunahme eines zweiten Gasgenerators sichergestellt werden kann.

Die Einhaltung der erforderlichen Reihenfolge bei der Befüllung wird auch durch eine Ausführungsform der Einrichtung sichergestellt, bei der der mindestens eine Fußairbag im Inneren Vorrichtungen für die Führung des Gasstromes des mindestens einen Gasgenerators aufweist, so daß die Befüllung der zweiten Zone vor der Befüllung der ersten Zone erfolgt. Auch für den Fall, daß dem Airbag zwei oder mehrere Gasgeneratoren zugeordnet sind, kann eine solche Ausführungsform zur Anwendung kommen. Die im Inneren des Airbags angeordneten Vorrichtungen können in einfacher Weise eingenähte Trenn- oder Zwischenwände sein, die vorzugsweise wie der Airbag selbst aus dem Airbaggewebestoff gefertigt sind. Andere Ausführungen können aber auch dünne Kunststoffschalen vorsehen.

Günstige Ausführungsformen der Einrichtung sind dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Fußairbag unter dem Teppichboden angeordnet ist und bei Aktivierung durch im Teppich angeordnete Aufreißnähte durch diesen hervortritt. Auf diese Weise tritt der Fußairbag im deaktivierten Zustand während des normalen Fahrbetriebes kaum in Erscheinung und ist im Bedarfsfall sofort einsatzbereit bzw. ohne zeitliche Verzögerung aktivierbar.

Vorteilhaft ist auch eine Einrichtung, bei der der mindestens eine Fußairbag unter dem Teppichboden angeordnet ist, wobei der mindestens eine Fußairbag im aktivierten Zustand zwischen dem Teppichboden und der den Teppichboden tragenden Schicht angeordnet ist.

Hinsichtlich der zuletzt genannten Einrichtung ist eine bevorzugte Ausführungsform die, bei der der Teppichboden in dem mit dem Gasvolumen im aktivierten Zustand in Kontakt stehende Bereich im deaktivierten Zustand nur an vorbestimmten Riß-/Bruchstellen fixiert ist.

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen gemäß der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispieles der Einrichtung auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage des Fahrers,

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispieles des Fußairbags im aktivierten Zustand nach einem Unfall auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage des Fahrers.

Fig. 3 schematisch eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Einrichtung auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage des Fahrers,

Fig. 4 schematisch eine Seitenansicht des in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispieles des Fußairbags im aktivierten Zustand nach einem Unfall auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage des Fahrers.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Einrichtung zeigt, daß der Fußairbag auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage des Fahrers vorliegend zwei im wesentlichen voneinander getrennte Kammern 1 und 2 aufweist. Fig. 1 veranschaulicht die Fuß- bzw. Beinstellung vor dem Unfall, das heißt im deaktivierten Zustand des Airbags. Der Fuß 3 und der Unterschenkel 4 bilden im normalen Fahrbetrieb in der Sagittalebene den Winkel γ. Der Fuß 3 liegt im Fersenbereich auf dem Fahrzeugboden 5 auf, wobei die hintere Kammer 2 zwischen Fuß 3 und Fahrzeugboden 5 angeordnet ist und im deaktivierten Zustand als Bestandteil des Fahrzeugbodens 5 angesehen werden kann. Mit der Fußunterseite stützt sich der Fuß 3 an der in der Spritzwand ausgeformten Fußablage 6 ab, die mit der Ebene, in der der Fahrzeugboden 5 liegt, den Anstellwinkel α bildet. Zwischen der Unterseite des Fußes 3 und der in der Spritzwand ausgeformten Fußablage 6 ist die vordere Kammer 1 angeordnet, die in ihrem deaktivierten Zustand als Teil der Fußablage 6 angesehen werden kann.

Fig. 2 zeigt die Situation nach dem Unfall und somit nach der Deformation des Fußraumes. Der Anstellwinkel α', den die in der Spritzwand ausgeformte Fußablage 6 mit der Ebene, in der der Fahrzeugboden 5 liegt, bildet, hat sich infolge der Intrusion der die Fußablage 6 ausformenden Spritzwand in die Fahrgastzelle vergrößert. Die vordere Kammer 1 und die hintere Kammer 2 sind mit Gas gefüllt und bilden zwei kissenförmige Polster, wobei die erste Zone 11 von der vorderen Kammer 1 und die zweite Zone 12 von der hinteren Kammer 2 gebildet wird. Die erste Zone 11 verläuft im wesentlichen zwischen Ferse 8 und Mittelfuß an der Fußunterseite. Der Winkel γ' zwischen Fuß 3 und Unterschenkel 4 hat sich nicht verkleinert, sondern wurde konstant gehalten bzw. vergrößert. Ohne Verwendung eines Fußairbags hätte sich der Winkel γ' zwischen Fuß 3 und Unterschenkel 4 aufgrund der intrudierenden die Fußablage 6 ausformenden Spritzwand und der damit einhergehenden Vergrößerung des Anstellwinkels α' verkleinert. Die zwischen der Fußunterseite des Fußes 3 und der Fußablage 6 angeordnete vorderen Kammer 1 ermöglicht es dem Fuß 3, über die vordere Kante 7 der vorderen Kammer 1 abzurollen und somit einer Dorsiflexion, das heißt einem Einklappen des Fußes 3 in Richtung des Unterschenkels 4 und der damit verbundenen Verkleinerung des Winkels γ' entgegenzuwirken. Die im Fersenbereich angeordnete hintere Kammer 2 bildet die zweite Zone 12. Bei Aktivierung des Fußairbags wird durch Einleitung von Gas in die hintere Kammer 2 der gesamte Fuß 3 und der mit ihm verbundene Unterschenkel 4 angehoben und wie auf einem Polster dämpfend gelagert. Die hintere Kammer 2 verläuft im wesentlichen beginnend vor dem Fersenbein unterhalb der Fußunterseite über das Fersenbein bis hinter das Fersenbein. Die Entkopplung des Fußes 3 und des mit ihm verbundenen Unterschenkels 4 vom Fahrzeugboden 5 führt zu einer deutlichen Reduzierung der vom Fahrzeugboden 5 auf die Ferse 8 wirkenden Kräfte. Darüber hinaus führt das Anheben des Fußes 3 bzw. Unterschenkels 4 im Fersenbereich ebenfalls zu einer Vergrößerung des Winkels γ' und unterstützt auf diese Weise den durch das Abrollen des Fußes 3 über die vordere Kante 7 der vorderen Kammer 1 erzielten Effekt. Die durch die vordere Kammer 1 gebildete erste Zone 11, die durch ihre spezielle Ausbildung der Dorsiflexion entgegenwirkt, hat ebenfalls eine dämpfende Wirkung. Die zwischen Fuß 3 und Spritzwand der Fußablage 6 angeordnete vordere Kammer 1 bildet im aktivierten Zustand ein kissenförmiges Polster, das die durch die ins Fahrzeuginnere intrudierende Spritzwand hervorgerufenen Beschleunigungen bzw. Kräfte auf den Fuß 3 bzw. Unterschenkel 4 abfedert und reduziert. Anhand von Fig. 2 ist leicht ersichtlich, daß die Befüllung der zweiten Zone 12 bzw. hinteren Kammer 2 vor der Befüllung der ersten Zone 11 bzw. vorderen Kammer 1 erfolgen soll. Bei umgekehrter Reihenfolge würde das Einklappen des Fußes 3, das gleichbedeutend mit einer Verkleinerung des Winkels γ' ist, unterstützt und nicht gemindert. Das Einleiten von Gas in die vordere Kammer 1 und die damit einhergehende Aktivierung dieser Kammer zu einem kissenförmigen Polster würde bei noch deaktivierter hinterer Kammer 2 die Fußspitze des Fußes 3 in Richtung Unterschenkel 4 bewegen. Dies zu verhindern ist gerade Aufgabe des hier vorgestellten Fußairbags, weshalb zunächst die hintere Kammer 2 mit Gas zu befüllen ist. Ein gleichzeitiges Füllen der vorderen 1 und hinteren Kammer 2 bringt keine Nachteile mit sich.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Fußairbag handelt es sich um ein zweites Ausführungsbeispiel der Einrichtung, bei dem der Fußairbag auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage des Fahrers einteilig als eine zusammenhängende Kammer 9 ausgebildet ist. Im Gegensatz zu dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Fußairbag werden die zwei Fußairbagzonen nicht durch zwei im wesentlichen voneinander getrennte, kissenförmige Kammern gebildet.

Fig. 3 veranschaulicht die Fuß- bzw. Beinstellung vor dem Unfall, das heißt im deaktivierten Zustand des Airbags. Der Fuß 3 und der Unterschenkel 4 bilden im normalen Fahrbetrieb in der Sagittalebene wieder den Winkel γ. Der Fuß 3 liegt im Fersenbereich auf dem Fahrzeugboden 5 auf und stützt sich mit der Fußunterseite an der Fußablage 6 ab, die mit der Ebene, in der der Fahrzeugboden 5 liegt, den Anstellwinkel α bildet. Die zusammenhängende Kammer 9 kann im deaktivierten Zustand als Bestandteil des Fahrzeugbodens 5 bzw. der die Fußablage 6 ausformenden Spritzwand angesehen werden.

Fig. 4 zeigt die Situation nach dem Unfall und somit nach der Deformation des Fußraumes. Der Anstellwinkel α', den die in der Spritzwand ausgeformte Fußablage 6 mit der Ebene, in der der Fahrzeugboden 5 liegt, bildet, hat sich infolge der Intrusion der die Fußablage 6 ausformenden Spritzwand in die Fahrgastzelle vergrößert. Zur Ausbildung der ersten 11 und zweiten Zone 12 wird die zusammenhängende Kammer 9 auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage des Fahrers mittels eines Fangbandes 10 an den die Fahrgastzelle bildenden Innenwänden, im vorliegenden Ausführungsbeispiel am Übergang von Fahrzeugboden 5 und der in der Spritzwand ausgeformten Fußablage 6, befestigt. Mit Hilfe des so angeordneten Fangbandes 10 erhält die zusammenhängende Kammer 9 einen in Fahrzeuglängsrichtung schlauchförmigen, v-förmigen Querschnitt. Hierdurch kommt es zur Ausbildung einer ersten Zone 11 und einer zweiten Zone 12. Der Winkel γ' zwischen Fuß 3 und Unterschenkel 4 hat sich nicht verkleinert, sondern wurde konstant gehalten bzw. vergrößert aufgrund des Abrollens des Fußes 3 an der vorderen Kante 7 der ersten Zone 11. Ohne Verwendung eines Fußairbags hätte sich der Winkel γ' zwischen Fuß 3 und Unterschenkel 4 aufgrund der intrudierenden, die Fußablage 6 ausformenden Spritzwand und der damit einhergehenden Vergrößerung des Anstellwinkels α' verkleinert. Die mit dem Fußairbag entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielten Wirkungen und die während des Unfalls bzw. der Aktivierung des Fußairbags ablaufenden Mechanismen sind ähnlich jenen wie sie anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben worden sind.

Bezugszeichenliste

1

vordere Kammer

2

hintere Kammer

3

Fuß

4

Unterschenkel

5

Fahrzeugboden

6

Fußablage

7

vordere Kante

8

Ferse .

9

zusammenhängende Kammer

10

Fangband

11

erste Zone

12

zweite Zone

Claims (10)

1. Einrichtung zur Verminderung der Verletzungsgefahr des Fuß- und Beinbereiches einer auf einem im Inneren eines Fahrzeugs angeordneten Sitz sitzenden Person für den Fall einer unfallbedingten Verformung des Fußraumes, die ein dem Fußraum zugeordnetes Airbagmodul mit wenigstens einem Fußairbag aufweist, in den wenigstens ein diesem zugeordneter Gasgenerator auf ein Auslösesignal hin schlagartig Gas einleitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußairbag auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage (6) des Fahrers so zugeschnitten ist, daß er nach Aktivierung wenigstens zwei Fußairbagzonen ausbildet, wobei die erste Zone (11) an der Fußunterseite derart ausgebildet ist, daß sie ein Schwenken des Fußes (3) über die vordere Kante (7) des Fußairbags ermöglicht und die zweite Zone (12) im Bereich des Fersenbeines (8) derart ausgebildet ist, daß sie ein Anheben und Abstützen des gesamten Fußes (3) insbesondere des Fersenbeines (8) vom Fahrzeugboden (5) sicherstellt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Fußairbag auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage (6) des Fahrers wenigstens zwei im wesentlichen voneinander getrennte, kissenförmige Kammern (1, 2) aufweist, wobei die erste Zone (11) von wenigstens einer kissenförmigen Kammer und die zweite Zone (12) von wenigstens einer weiteren kissenförmigen Kammer gebildet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Fußairbag auf der Seite der neben der Fahrertür angeordneten Fußablage (6) des Fahrers einteilig als eine zusammenhängende Kammer (9) ausgebildet ist, wobei diese Kammer zur Ausbildung einer ersten Zone (11) und einer zweiten Zone (12) mittels mindestens eines Fangbandes (10) an den die Fahrgastzelle bildenen Innenwänden befestigt ist und diese Kammer in Fahrzeuglängsrichtung einen schlauchförmigen, bedingt durch die Befestigung mit mindestens einem Fangband (10) v-förmigen Querschnitt hat.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Fußairbag in der Art ausgebildet ist, daß er den Bereich auf der Hinterseite der Pedalerie insbesondere der Pedalzwischenräume im wesentlichen ausfüllt und daß er im Bereich des Fersenbeins des der Pedalerie zugeordneten Fußes so geformt ist, daß er ein Anheben und Abstützen des gesamten Fußes insbesondere des Fersenbeines vom Fahrzeugboden sicherstellt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Gasgenerator zur Befüllung des mindestens einen Fußairbags in der Art angeordnet ist, daß die Befüllung der zweiten Zone (12) vor der Befüllung der ersten Zone (11) erfolgt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem mindestens einen Fußairbag zwei Gasgeneratoren zur Befüllung zugeordnet sind in der Art, daß die Befüllung der zweiten Zone (12) vor der Befüllung der ersten Zone (11) erfolgt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Fußairbag im Inneren Vorrichtungen für die Führung des Gasstromes des mindestens einen Gasgenerators aufweist, so daß die Befüllung der zweiten Zone (12) vor der Befüllung der ersten Zone (11) erfolgt.

8. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Fußairbag unter dem Teppichboden angeordnet ist und bei Aktivierung durch im Teppich angeordnete Aufreißnähte durch diesen hindurchtritt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Fußairbag unter dem Teppichboden angeordnet ist, wobei der mindestens eine Fußairbag im aktivierten Zustand zwischen dem Teppichboden und der den Teppichboden tragenden Schicht angeordnet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Teppichboden in dem mit dem Gasvolumen im aktivierten Zustand in Kontakt stehenden Bereich im deaktivierten Zustand nur an vorbestimmten Riß-/Bruchstellen fixiert ist.